KR20110053970A - Method for producing hydroxyalkyl (meth)acrylate - Google Patents

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KR20110053970A
KR20110053970A KR1020117004145A KR20117004145A KR20110053970A KR 20110053970 A KR20110053970 A KR 20110053970A KR 1020117004145 A KR1020117004145 A KR 1020117004145A KR 20117004145 A KR20117004145 A KR 20117004145A KR 20110053970 A KR20110053970 A KR 20110053970A
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미츠비시 레이온 가부시키가이샤
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/24Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or derivatives thereof with a carbon-to-oxygen ether bond, e.g. acetal, tetrahydrofuran
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Abstract

제조 장치에 대한 부하가 적고, 또한 생산 효율이 좋은 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법. 반응기 내에서 (메트)아크릴산 및 알킬렌옥사이드를 포함하는 액을 교반기로 교반하면서, (메트)아크릴산과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터를 포함하는 반응액을 얻는 반응 공정, 및 반응 공정 후에, 반응액을 교반기로 교반하면서, 반응기 내를 감압하여 반응액 중의 미반응의 알킬렌옥사이드를 기화시켜 제거하는 탈기 공정을 갖는 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법에 있어서, 탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수를 반응 공정에서의 교반기의 교반 회전수의 30 내지 85%로 저감한다. The manufacturing method of the (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester which has a small load on a manufacturing apparatus, and is good in production efficiency. A reaction step of reacting (meth) acrylic acid with alkylene oxide while stirring a liquid containing (meth) acrylic acid and alkylene oxide in a reactor to obtain a reaction liquid containing (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, And in the manufacturing method of (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester which has a degassing process which vaporizes and removes unreacted alkylene oxide in a reaction liquid, stirring a reaction liquid with a stirrer after a reaction process, The stirring speed of the stirrer in the degassing process is reduced to 30 to 85% of the stirring speed of the stirrer in the reaction process.

Description

(메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING HYDROXYALKYL (METH)ACRYLATE}Production method of (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester {METHOD FOR PRODUCING HYDROXYALKYL (METH) ACRYLATE}

본 발명은 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester.

본원은 2008년 8월 28일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2008-219548호에 근거하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2008-219548 for which it applied to Japan on August 28, 2008, and uses the content here.

(메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법으로서, (메트)아크릴산과 알킬렌옥사이드를 반응시키는 방법이 알려져 있다. 이 방법에서는, (메트)아크릴산보다도 과잉 몰량의 알킬에스터를 이용하는 것이 일반적이다. As a manufacturing method of (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester, the method of making (meth) acrylic acid and alkylene oxide react is known. In this method, it is common to use an excess molar amount of alkyl ester than (meth) acrylic acid.

따라서, (메트)아크릴산과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터를 포함하는 반응액을 얻은 경우, 상기 반응액 중에는, 미반응의 알킬렌옥사이드가 포함되어 있다. Therefore, when the reaction liquid containing (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester is obtained by making (meth) acrylic acid and alkylene oxide react, unreacted alkylene oxide is contained in the said reaction liquid.

반응액 중의 알킬렌옥사이드를 회수하는 방법으로서는, 반응기 내를 감압함으로써 알킬렌옥사이드를 반응기 내의 가스 중에 기화시키고, 상기 가스를 흡수탑에 도입하고, 가스에 포함되는 알킬렌옥사이드를 흡수탑 내의 (메트)아크릴산에 흡수시키는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1).
As a method for recovering the alkylene oxide in the reaction solution, the pressure in the reactor is reduced to vaporize the alkylene oxide into the gas in the reactor, the gas is introduced into the absorption tower, and the alkylene oxide contained in the gas is introduced into the absorption column (meth). The method of making it absorb in acrylic acid is proposed (for example, patent document 1).

일본 특허공개 평10-330320호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 10-330320

그러나, 반응기 내를 급격히 감압하는 경우, 반응액이 발포하고, 상기 발포에 의해 반응기가 진동한다. 그 때문에, 반응기가 설치되어 있는 제조 장치에 부하가 걸려, 고장 등이 발생할 우려가 있다. 한편, 반응기 내를 천천히 감압하는 경우, 반응액의 발포는 일어나기 어렵지만, 미반응의 알킬렌옥사이드의 기화에 시간이 지나치게 걸리기 때문에, 생산 효율이 나빠짐과 함께, 미반응의 알킬렌옥사이드가 많이 가마(釜) 내에 잔존하여, (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터에 추가로 알킬렌옥사이드가 부가된 (메트)아크릴산다이알킬렌글라이콜모노에스테르 등의 부생성물이 생성되어 버린다는 문제가 발생한다. 특히, 반응기의 규모가 커지면, 반응기의 진동 문제나 부생성물의 문제가 현저하게 된다. However, when rapidly depressurizing the inside of the reactor, the reaction solution foams, and the reactor vibrates by the foaming. Therefore, a load may be put on the manufacturing apparatus in which the reactor is installed, and there exists a possibility that a malfunction etc. may arise. On the other hand, when the pressure in the reactor is slowly reduced, foaming of the reaction liquid is unlikely to occur, but since the evaporation of the unreacted alkylene oxide takes too much time, the production efficiency is deteriorated, and the unreacted alkylene oxide is a lot of kilns ( The problem arises that it remains in (i) and the by-products, such as (meth) acrylic-acid dialkylene glycol monoester which the alkylene oxide was added to (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester, generate | occur | produce. In particular, as the size of the reactor grows, problems of vibration and by-products of the reactor become remarkable.

본 발명은 제조 장치에 대한 부하가 적고, 부생성물의 생성이 억제되며, 또한 생산 효율이 좋은 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법을 제공한다. This invention provides the manufacturing method of (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester which has a low load on a manufacturing apparatus, suppresses generation | generation of a by-product, and is excellent in production efficiency.

본 발명의 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법은, 반응기 내에서 (메트)아크릴산 및 알킬렌옥사이드를 포함하는 액을 교반기로 교반하면서, (메트)아크릴산과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터를 포함하는 반응액을 얻는 반응 공정, 및 반응 공정 후에, 반응액을 교반기로 교반하면서, 반응기 내를 감압하여 반응액 중의 미반응의 알킬렌옥사이드를 기화시켜, 제거하는 탈기 공정을 갖는 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법으로서, 탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수를 반응 공정에서의 교반기의 교반 회전수의 30 내지 85%로 저감시키는 것을 특징으로 한다.In the method for producing a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester of the present invention, while (meth) acrylic acid and alkylene oxide are reacted while stirring a liquid containing (meth) acrylic acid and alkylene oxide in a reactor with a stirrer (meth) After the reaction step of obtaining a reaction solution containing a hydroxyalkyl ester of acrylic acid and the reaction step, the reaction solution is stirred with a stirrer while depressurizing the inside of the reactor to vaporize and remove unreacted alkylene oxide in the reaction solution. A method for producing a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester having a step, wherein the stirring speed of the stirrer in the degassing step is reduced to 30 to 85% of the stirring speed of the stirrer in the reaction step.

본 발명의 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법은, 제조 장치에 대한 부하가 적고, 또한 생산 효율이 좋다. 또한, 본 발명의 제조 방법에 의해서 얻어지는 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터는 반응 부생성물의 생성이 적다. The manufacturing method of the (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester of this invention has little load on a manufacturing apparatus, and its production efficiency is good. Moreover, the (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester obtained by the manufacturing method of this invention has little generation | occurrence | production of reaction byproduct.

본 명세서에서는, (메트)아크릴산은 아크릴산 또는 메타크릴산을 의미한다. In this specification, (meth) acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid.

(반응 공정) (Reaction step)

반응기 내에서 (메트)아크릴산 및 알킬렌옥사이드를 포함하는 액을 교반기로 교반하면서, (메트)아크릴산과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터를 포함하는 반응액을 얻는다. While stirring the liquid containing (meth) acrylic acid and alkylene oxide in a reactor with a stirrer, the reaction liquid containing (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester is obtained by making (meth) acrylic acid and alkylene oxide react.

알킬렌옥사이드로서는, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등을 들 수 있고, 에틸렌옥사이드가 바람직하다. Ethylene oxide, propylene oxide, etc. are mentioned as alkylene oxide, Ethylene oxide is preferable.

알킬렌옥사이드의 투입량은, (메트)아크릴산 1몰에 대하여 1.0 내지 1.2몰이 바람직하고, 1.03 내지 1.10몰이 특히 바람직하다. 알킬렌옥사이드의 투입량이 1.0몰 이상인 경우에는, 정제 곤란한 (메트)아크릴산이 제품에 혼입되지 않는 경향이 있고, 간이한 플래시 증류에 의한 정제가 가능하게 되는 경향이 있다. 알킬렌옥사이드의 투입량이 1.2몰 이하인 경우에, 미반응 알킬렌옥사이드의 회수량이 적어지기 때문에, 생산성이 향상된다. 1.0-1.2 mol is preferable with respect to 1 mol of (meth) acrylic acid, and, as for the addition amount of alkylene oxide, 1.03-1.10 mol are especially preferable. When the amount of the alkylene oxide added is 1.0 mol or more, (meth) acrylic acid which is difficult to be purified tends not to be incorporated into the product, and purification by simple flash distillation tends to be possible. When the amount of alkylene oxide added is 1.2 mol or less, the amount of recovery of unreacted alkylene oxide decreases, so that the productivity is improved.

(메트)아크릴산과 알킬렌옥사이드의 반응에는, 촉매를 이용하는 것이 바람직하다. 촉매로서는, 예컨대 각종 아민류, 4차 암모늄염, 3가의 철 화합물과 조촉매, 크로뮴 화합물, 은 또는 수은, (메트)아크릴산 금속 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 이들 촉매는 조합하여 이용할 수도 있다. It is preferable to use a catalyst for reaction of (meth) acrylic acid and alkylene oxide. Examples of the catalyst include various amines, quaternary ammonium salts, trivalent iron compounds and cocatalysts, chromium compounds, silver or mercury, (meth) acrylic acid metal compounds, and the like. In addition, these catalysts can also be used in combination.

촉매의 양은, (메트)아크릴산 100질량부에 대하여, 0.01 내지 10질량부가 바람직하고, 0.03 내지 3질량부가 보다 바람직하다. 촉매의 양이 0.01질량부 이상인 경우에는, 반응의 진행이 빠르게 되는 경향이 있다. 촉매의 양이 10질량부 이하인 경우에, 부생성물의 생성이 억제되는 경향이 있어, 촉매 비용 면에서도 유리하게 된다. 0.01-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of (meth) acrylic acid, and, as for the quantity of a catalyst, 0.03-3 mass parts is more preferable. When the amount of the catalyst is 0.01 parts by mass or more, the progress of the reaction tends to be faster. When the amount of the catalyst is 10 parts by mass or less, generation of by-products tends to be suppressed, which is advantageous in terms of catalyst cost.

(메트)아크릴산과 알킬렌옥사이드의 반응에는 중합 방지제를 이용할 수도 있다. 중합 방지제로서는, 예컨대 하이드로퀴논, 하이드로퀴논모노메틸에터, 카테콜, 페노싸이아진, N,N-다이-2나프틸-p-페닐렌다이아민, N-옥실 화합물, 질산, 질산염 등을 들 수 있다. 중합 방지제는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합시켜 사용할 수도 있다. A polymerization inhibitor can also be used for reaction of (meth) acrylic acid and alkylene oxide. Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, catechol, phenothiazine, N, N-di-2naphthyl-p-phenylenediamine, N-oxyl compound, nitric acid, nitrate, and the like. Can be. A polymerization inhibitor may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

중합 방지제의 양은, (메트)아크릴산 100질량부에 대하여 0.01 내지 1질량부가 바람직하다. 중합 방지제의 양이 0.01질량부 이상인 경우에는, 중합 방지 효과가 양호하게 되는 경향이 있다. 중합 방지제의 양이 1질량부 이하인 경우에, 정제시에 중합 방지제의 분리가 양호하게 되는 경향이 있어, 제품의 품질이 양호하게 됨과 함께, 중합 방지제의 비용이 저감된다. As for the quantity of a polymerization inhibitor, 0.01-1 mass part is preferable with respect to 100 mass parts of (meth) acrylic acid. When the quantity of a polymerization inhibitor is 0.01 mass part or more, there exists a tendency for a polymerization prevention effect to become favorable. When the amount of the polymerization inhibitor is 1 part by mass or less, the separation of the polymerization inhibitor tends to be good at the time of purification, and the quality of the product is good, and the cost of the polymerization inhibitor is reduced.

반응 온도는, 보통 50 내지 110℃이며, 60 내지 90℃가 바람직하다. 반응 온도가 50℃ 이상인 경우에는, 반응의 진행이 빠르게 되는 경향이 있어 반응율이 향상하고, 또한 반응이 완결되는 경향이 있다. 반응 온도가 110℃ 이하인 경우에, 중합의 발생이 억제되어 부생성물이 감소한다. Reaction temperature is 50-110 degreeC normally, and 60-90 degreeC is preferable. When reaction temperature is 50 degreeC or more, there exists a tendency for reaction to progress rapidly and reaction rate improves and reaction tends to be completed. When the reaction temperature is 110 ° C. or less, the occurrence of polymerization is suppressed and the by-products are reduced.

반응은, 가압, 상압, 감압의 어느 것에서 행할 수도 있고, 비점이 낮은 알킬렌옥사이드를 반응 온도에서 액체로서 존재시켜, (메트)아크릴산과의 접촉을 좋게 하기 위해서는 가압계에서 행하는 것이 바람직하다. The reaction may be carried out at any one of pressurization, atmospheric pressure, and reduced pressure. In order to make the alkylene oxide having a low boiling point exist as a liquid at the reaction temperature and to improve contact with (meth) acrylic acid, the reaction is preferably carried out in a pressure system.

반응기 내에 (메트)아크릴산, 촉매, 중합 방지제를 투입한 후, 알킬렌옥사이드를 투입하는 것이 일반적이다. 알킬렌옥사이드의 첨가 방법은, 일괄로 투입하는 방법, 연속적으로 투입하는 방법, 간헐적으로 투입하는 방법을 취할 수 있다. 연속적으로 투입하는 경우, 투입 속도를 도중에 올리거나, 내리거나 할 수도 있다. 알킬렌옥사이드 투입 후, 반응이 완결되지 않는 경우는, 그대로 반응을 유지시키는 이른바 숙성을 하여, (메트)아크릴산이 소비될 때까지 반응을 계속한다. It is common to introduce (meth) acrylic acid, a catalyst, and a polymerization inhibitor into a reactor, and then to introduce alkylene oxide. The addition method of an alkylene oxide can take the method of putting in batch, the method of adding continuously, and the method of adding intermittently. In the case of continuous feeding, the feeding speed may be raised or lowered in the middle. In the case where the reaction is not completed after the alkylene oxide addition, the so-called aging to maintain the reaction as it is is carried out, and the reaction is continued until (meth) acrylic acid is consumed.

반응은, 보통 정제 곤란한 (메트)아크릴산이 제품에 혼입되는 것을 적게 하여, 간이한 플래시 증류에 의한 정제를 가능하게 하기 위해, 반응액의 (메트)아크릴산의 농도가 1.O질량% 이하, 바람직하게는 O.5질량% 이하가 될 때까지 계속한다. The reaction has a concentration of (meth) acrylic acid in the reaction solution of not more than 1.O% by mass, in order to reduce the incorporation of (meth) acrylic acid, which is usually difficult to purify, into the product and to enable purification by simple flash distillation. Continue until it is 0.5 mass% or less.

한편, 반응액의 메타크릴산의 농도 1.O질량%는 메타크릴산 기준의 반응율로 나타내면 98.5질량%에 상당하고, 반응액의 아크릴산의 농도 1.0질량%는 아크릴산 기준의 반응율로 나타내면 98.2질량%가 된다. On the other hand, the concentration 1.10% by mass of methacrylic acid in the reaction solution corresponds to 98.5% by mass in terms of the reaction rate based on methacrylic acid, and the concentration of acrylic acid in the reaction solution is 98.2% by mass in terms of reaction rate based on the acrylic acid. Becomes

(메트)아크릴산과 알킬렌옥사이드의 반응은 발열 반응이기 때문에, 제열하여 반응계의 온도를 균일로 하기 위해, 교반하면서 반응을 한다. 또한, 교반에 의해서 반응계를 균일하게 하는 것에 의해, 적하된 알킬렌옥사이드의 부반응을 억제할 수 있는 경향이 있다. 반응 공정에서의 교반 회전수는, 가마의 용량이나 특성, 날개의 형상 및 배플(baffle)판의 유무에 의해, 적절히 결정하면 된다. 공업적으로는 10 내지 300rpm에서 반응이 행하여지고, 바람직하게는 30 내지 200rpm이다. Since reaction of (meth) acrylic acid and an alkylene oxide is exothermic reaction, it reacts, stirring, in order to heat-reduce and make temperature of a reaction system uniform. Moreover, there exists a tendency which can suppress the side reaction of the dropped alkylene oxide by making a reaction system uniform by stirring. What is necessary is just to determine the stirring speed in a reaction process suitably according to the capacity | capacitance and a characteristic of a kiln, the shape of a blade, and the presence or absence of a baffle plate. Industrially, reaction is performed at 10-300 rpm, Preferably it is 30-200 rpm.

반응 공정에서의 교반 회전수는, 유효하게 제열을 할 수 있는 범위 또는 부반응을 유효히 억제할 수 있는 범위이면, 특별히 제한은 없고, 반응 공정에서 교반 회전수를 일정한 회전수로 할 수도 있고, 교반 회전수를 변화시킬 수도 있다. 예컨대, 알킬렌옥사이드를 적하 중의 교반과, 적하 후 숙성 중의 교반에서, 교반 회전수를 바꿀 수도 있고, 그 이외의 타이밍에서 교반 회전수를 바꿀 수도 있다. The stirring speed in the reaction step is not particularly limited as long as the stirring speed in the reaction step can be effectively removed or a side reaction can be effectively suppressed, and the stirring speed can be set to a constant speed in the reaction step. You can change the number. For example, the stirring rotation speed may be changed at the time of stirring and dripping the alkylene oxide after the dropping, and the stirring rotation speed may be changed at another timing.

본 발명에 있어서, 반응 공정에서의 교반기의 교반 회전수란, 교반 회전수를 일정하게 반응시키는 경우에는 그 일정 값을 의미하고, 반응 공정에서 교반 회전수를 변화시키는 경우에는 반응 공정에서 가장 긴 시간 교반하고 있었던 회전수를 의미한다. In the present invention, the stirring speed of the stirrer in the reaction step means a constant value when the stirring speed is constantly reacted, and the longest time in the reaction step when the stirring speed is changed in the reaction step. It means the rotation speed which was stirring.

(탈기 공정) (Degassing step)

반응 종료 후, 반응액을 교반기로 교반하면서, 반응기 내를 감압하여 반응액 중의 미반응 알킬렌옥사이드를 기화시켜 제거한다. After completion of the reaction, the reaction solution was stirred with a stirrer while the reactor was depressurized to vaporize and remove the unreacted alkylene oxide in the reaction solution.

반응 종료 후, 과잉의 알킬렌옥사이드에 의해 반응기 내는 가압 상태에 있기 때문에, 서서히 감압하여 10.7kPa 이하에서 알킬렌옥사이드를 제거하는 것이 바람직하고, 2kPa 이하가 보다 바람직하다. Since the inside of a reactor is pressurized by excess alkylene oxide after completion | finish of reaction, it is preferable to gradually depressurize and to remove alkylene oxide at 10.7 kPa or less, and 2 kPa or less is more preferable.

탈기 공정에서의 반응액의 액온은, 20 내지 110℃가 바람직하고, 30 내지 90℃가 보다 바람직하다. 액온이 20℃ 이상인 경우에는 알킬렌옥사이드의 제거율이 높아지는 경향에 있다. 액온이 110℃ 이하인 경우에, 부생성물의 생성이 억제되는 경향이 있고, 또한 중합이 억제되는 경향이 있다. 20-110 degreeC is preferable and, as for the liquid temperature of the reaction liquid in a degassing process, 30-90 degreeC is more preferable. When liquid temperature is 20 degreeC or more, the removal rate of an alkylene oxide tends to become high. When liquid temperature is 110 degrees C or less, generation | occurrence | production of a by-product tends to be suppressed and polymerization tends to be suppressed.

본 발명에 있어서는, 탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수를 반응 공정에서의 교반기 교반 회전수의 30 내지 85%로 저감한다. 탈기 공정에서의 교반기 교반 회전수를 반응 공정에서의 교반기 교반 회전수의 85% 이하로 저감함으로써, 반응기 내를 급격히 감압하여도 반응액이 발포하기 어렵게 되고, 반응기의 진동을 억제할 수 있는 경향이 있다. 또한, 탈기 공정에서의 교반기 교반 회전수가 반응 공정에서의 교반기 교반 회전수의 30% 이상인 경우에, 반응액의 돌비(突沸)를 억제할 수 있는 경향이 있고, 또한 탈기 공정 사이, 반응액의 냉각을 하는 경우는, 냉각 효율을 향상시킬 수 있어, 미반응 알킬렌옥사이드의 반응에 의한 부생성물의 생성을 억제할 수 있는 경향이 있다. In the present invention, the stirring speed of the stirrer in the degassing step is reduced to 30 to 85% of the stirring speed of the stirrer in the reaction step. By reducing the stirrer agitation speed in the degassing step to 85% or less of the stirrer agitation speed in the reaction step, even if the reactor is rapidly depressurized, the reaction liquid is less likely to foam and the vibration of the reactor tends to be suppressed. have. Moreover, when the stirrer stirring rotation speed in a degassing process is 30% or more of the stirrer stirring rotation speed in a reaction process, there exists a tendency which can suppress the dolby of a reaction liquid, and also cools reaction liquid between degassing processes. In this case, the cooling efficiency can be improved, and there is a tendency to suppress the formation of by-products due to the reaction of unreacted alkylene oxide.

교반 회전수의 저감은 반응 종료 후, 반응기 내를 감압하여 반응액 중의 미반응 알킬렌옥사이드를 기화시키기 직전에 하는 것이 바람직하다. It is preferable to reduce the rotation speed of the stirring immediately after the completion of the reaction, immediately before vaporizing the unreacted alkylene oxide in the reaction liquid by depressurizing the inside of the reactor.

반응액 중의 미반응 알킬렌옥사이드를 제거하기 위해서 가마 내의 압력을 서서히 저하시켜 가지만, 가마의 진동은 고진공시에 발생하는 경향이 있어, 이 때 교반 회전수의 저감을 실시하는 것이 바람직하고, 교반 회전수를 서서히 저감시켜도 좋다. In order to remove the unreacted alkylene oxide in the reaction solution, the pressure in the kiln is gradually lowered, but the vibration of the kiln tends to occur during high vacuum, and at this time, it is preferable to reduce the stirring speed, and to stir rotation The number may be reduced gradually.

본 발명에 있어서는, 탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수를 반응 공정에서의 교반기의 교반 회전수의 30 내지 85%로 일단 저감하면 좋고, 교반 회전수를 저감시킨 상태에서 미반응 알킬렌옥사이드를 제거하여, 가마의 진동이 없어지는 정도로 미반응 알킬렌옥사이드를 제거한 후이면, 교반기의 회전수를 상승시켜도 좋다. In the present invention, the stirring speed of the stirrer in the degassing step may be once reduced to 30 to 85% of the stirring speed of the stirrer in the reaction step, and the unreacted alkylene oxide is removed in a state in which the stirring speed is reduced. The rotation speed of the stirrer may be increased after removing unreacted alkylene oxide to such an extent that vibration of the kiln is eliminated.

제거된 알킬렌옥사이드는, 흡수탑 등에서 (메트)아크릴산하이록시알킬에스터의 합성의 또 다른 원료인 (메트)아크릴산과 기액 접촉시켜, (메트)아크릴산에 접촉 흡수시키는 것에 의해 회수한다. 즉, 목적 생성물이 아크릴산2-하이드록시에틸인 경우에는 아크릴산을, 메타크릴산2-하이드록시에틸인 경우는 메타크릴산을 흡수액으로서 사용한다. The removed alkylene oxide is recovered by contacting and absorbing (meth) acrylic acid by gas-liquid contact with (meth) acrylic acid, which is another raw material for the synthesis of (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, in an absorption tower or the like. That is, when the target product is 2-hydroxyethyl acrylate, acrylic acid is used, and when methacrylic acid 2-hydroxyethyl, methacrylic acid is used as the absorption liquid.

알킬렌옥사이드의 접촉 흡수에는, 보통, 흡수탑이 사용된다. 흡수탑의 형식으로서는, 예컨대 다단식, 다관식 등을 들 수 있다. An absorption tower is usually used for the catalytic absorption of the alkylene oxide. As a form of an absorption tower, multistage type | system | group, a multi-tubular type, etc. are mentioned, for example.

흡수액인 (메트)아크릴산의 온도는, 그 압력에 있어서의 응고점 이상이면 좋고, 20 내지 50℃가 바람직하다. 흡수액의 온도 20℃ 이상의 경우에는 흡수액이 응고하지 않는다. 흡수액의 온도가 50℃ 이하인 경우에 알킬렌옥사이드의 흡수율이 향상한다. The temperature of (meth) acrylic acid which is an absorption liquid may be more than the freezing point in the pressure, and 20-50 degreeC is preferable. If the temperature of the absorbent liquid is 20 ° C or higher, the absorbent liquid does not solidify. When the temperature of the absorption liquid is 50 degrees C or less, the water absorption of an alkylene oxide improves.

흡수탑 내의 알킬렌옥사이드는, 흡수액인 (메트)아크릴산에 대하여 보통 1몰 이하이며, 바람직하게는 0.005 내지 0.1몰이다. 알킬렌옥사이드가 1몰 이하인 경우에, 흡수액이 알킬렌옥사이드를 충분히 흡수할 수 있는 경향이 있고, 알킬렌옥사이드의 회수율이 향상하는 경향이 있다. The alkylene oxide in an absorption tower is 1 mol or less normally with respect to (meth) acrylic acid which is an absorption liquid, Preferably it is 0.005 to 0.1 mol. When the alkylene oxide is 1 mol or less, the absorbing liquid tends to sufficiently absorb the alkylene oxide, and the recovery rate of the alkylene oxide tends to improve.

이렇게 하여 얻어지는 알킬렌옥사이드를 흡수시킨 (메트)아크릴산에는, 적절히 (메트)아크릴산이나 알킬렌옥사이드가 가하여져, (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터를 제조하는 반응의 원료로서 사용된다. 이때의 투입 원료 비율은, 상기와 같이 (메트)아크릴산 1몰에 대하여 알킬렌옥사이드1.0 내지 1.2몰이 바람직하고, 1.03 내지 1.10몰이 특히 바람직하다. (Meth) acrylic acid and alkylene oxide are suitably added to (meth) acrylic acid which absorbed the alkylene oxide obtained in this way, and it is used as a raw material of reaction which manufactures a (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester. As mentioned above, 1.0-1.2 mol of alkylene oxides are preferable with respect to 1 mol of (meth) acrylic acid, and 1.03-1.10 mol are especially preferable as an input raw material ratio at this time.

이상 설명한 본 발명의 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법에있어서는, 탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수를 반응 공정에서의 교반기의 교반 회전수의 30 내지 85%로 저감하고 있기 때문에, 반응기 내를 감압하여 반응액 중의 미반응의 알킬렌옥사이드를 기화시켜 제거할 때에, 반응기 내를 급격히 감압하여도 반응액이 발포하기 어렵다. 그 결과, 제조 장치에 대한 부하가 적어진다. 또한, 반응기 내를 급격히 감압할 수 있기 때문에 생산 효율이 좋다. 탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수의 하한 값은 반응 공정에서의 교반기의 교반 회전수의 50% 이상으로 저감하는 것이 보다 바람직하고, 60% 이상으로 저감하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 탈기 공정에서의 교반 회전수의 상한 값은 반응 공정에서의 교반기의 회전수의 80% 이하로 저감하는 것이 바람직하다. In the manufacturing method of the (meth) acrylic-acid hydroxyalkyl ester of this invention demonstrated above, since the stirring speed of the stirrer in the degassing process is reduced to 30 to 85% of the stirring speed of the stirrer in the reaction process, the reactor When the inside of the reactor is depressurized to vaporize and remove unreacted alkylene oxide in the reaction solution, the reaction solution is difficult to foam even if the inside of the reactor is rapidly depressurized. As a result, the load on the manufacturing apparatus is reduced. In addition, since the pressure inside the reactor can be rapidly reduced, the production efficiency is good. The lower limit of the stirring speed of the stirrer in the degassing step is more preferably reduced to 50% or more of the stirring speed of the stirrer in the reaction step, and more preferably reduced to 60% or more. Moreover, it is preferable to reduce the upper limit of the rotation speed of the stirring in a degassing process to 80% or less of the rotation speed of the stirrer in a reaction process.

본 발명은 반응기의 규모가 커질수록 효과를 발현하지만, 1,000L 내지 30,000L의 반응 가마를 이용한 경우에 그 효과가 현저하기 때문에 바람직하다.
The present invention expresses the effect as the scale of the reactor increases, but it is preferable because the effect is remarkable when the reaction kiln of 1,000L to 30,000L is used.

실시예Example

이하, 실시예를 게시한다. Hereinafter, an Example is posted.

〔실시예 1〕EXAMPLE 1

(반응 공정)(Reaction step)

교반기 부착 고압 반응 가마에, 원료인 메타크릴산 430.45질량부, 촉매인 메타크릴산철 3.44질량부 및 중합 방지제인 아질산소다 0.117질량부를 투입하고, 액온을 반응 온도인 60℃까지 승온시켰다. 교반 회전수 110rpm에서 액을 교반하면서, 상기 액에 에틸렌옥사이드 255.49질량부를 2시간에 걸쳐 적하하고, 적하 종료 후, 메타크릴산 및 에틸렌옥사이드를 포함하는 액을 110rpm의 교반 회전수로 교반하면서 60℃로 6시간 유지했다. In a high pressure reaction kiln with a stirrer, 430.45 parts by mass of methacrylic acid as a raw material, 3.44 parts by mass of iron methacrylate as a catalyst and 0.117 parts by mass of sodium nitrite as a polymerization inhibitor were added to raise the liquid temperature to 60 ° C, which is a reaction temperature. While stirring the liquid at a stirring rotation speed of 110 rpm, 255.49 parts by mass of ethylene oxide was added dropwise to the liquid over 2 hours, and after the dropping was completed, the solution containing methacrylic acid and ethylene oxide was stirred at 60 rpm while stirring at 110 rpm. Kept for 6 hours.

(탈기 공정) (Degassing step)

반응 종료 후, 교반기의 교반 회전수를 82rpm(반응 공정에서의 교반 회전수의 75%)까지 저감한 후, 반응액을 교반기로 82rpm의 교반 회전수로 교반하면서, 반응액에 포함되는 에틸렌옥사이드를 기화시켰다. 반응 가마의 압력이 상압으로 된 후, 진공 발생 장치를 구동시켜, 반응 가마 내의 가스를 흡인함으로써, 반응 가마 내를 감압하여, 반응 가마 내의 가스를 탈기했다. After completion of the reaction, the stirring speed of the stirrer was reduced to 82 rpm (75% of the stirring speed in the reaction step), and then the ethylene oxide contained in the reaction solution was stirred while stirring the reaction liquid at the stirring speed of 82 rpm with the stirrer. Vaporized. After the pressure of the reaction kiln became normal pressure, the vacuum generator was driven to suck the gas in the reaction kiln, thereby reducing the pressure in the reaction kiln and degassing the gas in the reaction kiln.

반응 가마 내에 설치된 압력계로 측정된 압력이 2kPa가 된 시점에서, 탈기 공정을 종료시켜, 진공 발생 장치를 정지했다. The degassing process was complete | finished when the pressure measured with the pressure gauge installed in the reaction kiln became 2 kPa, and the vacuum generator was stopped.

탈기 공정의 사이, 반응 가마를 진동시키는 정도의 반응액으로부터의 발포는 확인되지 않았다. 또한, 수득된 메타크릴산2-하이드록시에틸 중, 4.17질량%의 메타크릴산다이에틸렌글라이콜모노에스터가 포함되어 있었다. During the degassing process, foaming from the reaction liquid at a degree of vibrating the reaction kiln was not confirmed. Moreover, 4.17 mass% diethylene methacrylate glycol monoester was contained in obtained 2-hydroxyethyl methacrylate.

〔실시예 2〕 EXAMPLE 2

탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수를 91rpm(반응 공정에서의 교반 회전수의 83%)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 메타크릴산2-하이드록시에틸의 제조를 했다. The methacrylic acid 2-hydroxyethyl was produced like Example 1 except having set the stirring rotation speed of the stirrer at the degassing process to 91 rpm (83% of the stirring rotation speed in the reaction process).

탈기 공정의 사이, 반응 가마를 진동시키는 정도의 반응액으로부터의 발포는 확인되지 않았다. 또한, 수득된 메타크릴산2-하이드록시에틸 중, 4.13질량%의 메타크릴산다이에틸렌글라이콜모노에스터가 포함되어 있었다. During the degassing process, foaming from the reaction liquid at a degree of vibrating the reaction kiln was not confirmed. Moreover, 4.13 mass% diethylene methacrylate glycol monoester was contained in obtained 2-hydroxyethyl methacrylate.

〔실시예 3〕 EXAMPLE 3

탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수를 36rpm(반응 공정에서의 교반 회전수의 33%)로 한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 메타크릴산2-하이드록시에틸의 제조를 행했다. The methacrylic acid 2-hydroxyethyl was produced like Example 1 except having set the stirring rotation speed of the stirrer at the deaeration process to 36 rpm (33% of the stirring rotation speed in the reaction process).

탈기 공정의 사이, 반응 가마를 진동시키는 정도의 반응액으로부터의 발포는 확인되지 않았다. 또한, 반응액이 돌비하는 경우도 없었다. During the degassing process, foaming from the reaction liquid at a degree of vibrating the reaction kiln was not confirmed. In addition, there was no case where the reaction liquid was rushing.

〔비교예 1〕 [Comparative Example 1]

탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수를 110rpm(반응 공정에서의 교반 회전수와 같음)으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 같이 하여 메타크릴산2-하이드록시에틸의 제조를 행했다. The methacrylic acid 2-hydroxyethyl was produced like Example 1 except having set the stirring rotation speed of the stirrer at the degassing process to 110 rpm (same as the stirring rotation speed in the reaction process).

탈기 공정에서, 반응기를 진동시키는 정도의 반응액으로부터의 발포가 확인되었다. 또한, 수득된 메타크릴산2-하이드록시에틸 중, 4.08질량%의 메타크릴산다이에틸렌글라이콜모노에스테르가 포함되어 있었다.
In the degassing process, foaming from the reaction liquid to the extent of vibrating the reactor was confirmed. Moreover, 4.08 mass% diethylene methacrylate glycol monoester was contained in obtained 2-hydroxyethyl methacrylate.

본 발명의 제조 방법은 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조에 유용하다. The production method of the present invention is useful for the preparation of (meth) acrylic acid hydroxyalkyl esters.

Claims (1)

반응기 내에서 (메트)아크릴산 및 알킬렌옥사이드를 포함하는 액을 교반기로 교반하면서, (메트)아크릴산과 알킬렌옥사이드를 반응시켜 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터를 포함하는 반응액을 얻는 반응 공정, 및
반응 공정 후에, 반응액을 교반기로 교반하면서, 반응기 내를 감압하여 반응액 중의 미반응의 알킬렌옥사이드를 기화시켜 제거하는 탈기 공정
을 갖는 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법으로서,
탈기 공정에서의 교반기의 교반 회전수를 반응 공정에서의 교반기의 교반 회전수의 30 내지 85%로 저감하는 것을 특징으로 하는 (메트)아크릴산하이드록시알킬에스터의 제조 방법.
A reaction step of reacting a (meth) acrylic acid with an alkylene oxide while stirring a liquid containing (meth) acrylic acid and an alkylene oxide in a reactor to obtain a reaction solution containing a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, And
After the reaction step, while depressing the reaction solution with a stirrer, the reactor is depressurized to vaporize and remove unreacted alkylene oxide in the reaction solution.
As a method for producing a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester having
A method for producing a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, wherein the stirring speed of the stirrer in the degassing step is reduced to 30 to 85% of the stirring speed of the stirrer in the reaction step.
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